氮、磷、钾等大量营养元素是植物生长所必需的营养物质,它与蛋白质、酯类、核酸、维生素等密切相关,对植物各种生理过程的关键步骤起调控作用。本研究以“红地球”葡萄、线辣椒、马铃薯为试材,研究了葡萄树根系分布情况、主要生长期内各器官及木质部和皮层的生物量、养分含量、养分累积量变化动态；探讨了平衡施肥对线辣椒和马铃薯产量、品质及养分累积的影响。取得的主要研究结果如下：1.葡萄树生长动态与根系分布研究本试验选取陕西省扶风县新集村7年树龄的葡萄园为试验果园,在不同生育阶段对葡萄树进行刨根、肢解,以测定各器官生物量、养分含量及累积量的变化。结果显示,该葡萄园年生物量增加12369 kg／hm2。其中枝条(除新梢外其他枝条)与主干生物量增加2481 kg／hm2和1939kg／hm2,占生物量总累积的19%和15%。新生器官即叶、果实、新梢生物量分别为2357、4866、6118 kg／hm2,新梢旺长期之后,新生器官生物量累积迅速。根系生物量在主要生长期内变化不大,在2302 kg／hm2～4132kg／hm2范围内波动,但总体呈增加趋势,生物量净增加1830kg／hm2,占整株的14.8%。葡萄根系不同时期在土壤中的分布情况变化不大,主要分布在0-40 cm的土层,占总根量的86.7%。随着土壤深度的增加,葡萄树根量减少。40-60 cm的根量占了7.4%,60～80cm的根量只有3.6%,80～100cm土层中仅为2.3%。5月10日至6月30日为0～20 cm根系的一次生长高峰。2.葡萄树对氮素的吸收利用与累积规律该葡萄园鲜果产量18t／hm2,年吸收氮素总量为97.13 kg／hm2,主要在新梢旺长期和果实膨大期,分别占吸收总量的39%和30.5%。每形成1000kg葡萄,需要吸收氮素5.4kg。氮素在红地球葡萄树各器官中的分布为：叶片>果实>新梢>根系>枝条>主干；皮层>木质部；地上部分氮素累积量94.49 kg／hm2,占氮素吸收总量的97%,根系氮素累积量2.64 kg／hm2,占氮素吸收总量的3%,叶片和果实带走的氮素量分别为35.09kg／hm2和32.27 kg／hm2,占氮素吸收量的36%和33%。新生枝条累积的氮素量为23kg／hm2,占氮素吸收量的23.7%,每年修剪枝条带走的氮素量为5.11kg／hm2,占氮素吸收量的5%。叶片、果实与修剪枝条带走的氮素需要施肥予以补偿。据此计算该葡萄园合理施氮量为N 129.5 kg／hm2(产量18t／hm2),其中基施39.4 kg／hm2,新梢旺长期和果实膨大期分别施50.7 kg／hm2和39.4 kg／hm2。3.葡萄树对磷素吸收利用与累积规律早期果树器官建造主要利用树体贮存的磷素,且磷的分配随生长中心的转移而转移,同一物候期器官皮层与木质部磷含量顺序均为：根系>枝条>主干。葡萄树体年吸收磷素33.1 kg／hm2,地上部累积29.3 kg／hm2,占累积总量的88.5%；其中叶与果实分别携走3.1 kg／hm2和11.9 kg／hm2,每年修剪枝条带走的磷素量为1 kg／hm2新梢、枝条(除新梢外其他枝条)、主干年累积磷素为9.1 kg／hm2、3.5 kg／hm2、1.6 kg／hm2,根系累积3.8kg／hm2。果实膨大期果树吸收磷素量较大,为15.4 kg／hm2,占总吸收量的47%,是磷素营养最大效率期。本试验每形成1000 kg经济产量需要P205量为1.84 kg,推荐葡萄树(产量18 t／hm2)年施纯磷55.1 kg／hm2,果实收获后秋季基施29.2 kg／hm2,果实膨大期之前追施磷25.9 kg／hm2。4.葡萄树对钾素吸收利用与累积规律主要生长期内葡萄树叶钾含量呈先升高后降低的趋势,新梢与果实钾含量在生育期内持续下降,相同物候期不同器官钾含量总趋势为新生器官(新梢、叶片和果实)高于成龄器官(枝条、主干、根系)。生长期内葡萄树体共吸收钾素140.52 kg／hm2,其中叶与果实携走钾素为17.24 kg／hm2、64.29 kg／hm2,每年修剪枝条带走的钾素量为3.47kg／hm2；新梢、枝条、主干分别累积钾素31.63 kg／hm2、8.43 kg／hm2、7.06 kg／hm2,根系累积11.87 kg／hm2。新梢旺长期和果实膨大期需钾量较大,分别吸收钾素38.59 kg／hm2和64.29 kg／hm2,占全年总吸收量的27.5%和45.8%。本试验每形成1000 kg经济产量需要K20量为7.8 kg,推荐施K20量为175.6 kg／hm2(产量18 t／hm2),基施46.9 kg／hm2,新梢旺长期和果实膨大期分别追施48.3 kg／hm2和80.4 kg／hm2。5.平衡施肥对线辣椒产量、品质及养分累积的研究田间试验于2007-2008年在陕西凤翔县彪角镇李家堡进行,试验设NPK,PK,NK,NP,CK 5个处理。结果表明：平衡施肥可使产量最高达22001 kg／hm2,纯收益18830元／hm2。NPK、PK、NK、NP比CK处理分别增产38.9%、22%、28.4%和17.2%。每施入1 kg N,1 kg P2O5,1 kg K2O线辣椒产量依次增加11kg,10kg,17 kg。每形成100 kg经济产量吸收的养分量为：N 1.87 kg、P2O50.42 kg,K2O1.42 kg。NPK处理养分累积量均最高,分别为410 kg／hm2、93 kg／hm2、311 kg／hm2。PK处理使辣椒果实硝态氮与维生素C含量分别降低2.3 mg／kg和223 mg／kg,差异显著；NK处理维生素C含量降低51 mg／kg;NP处理使辣椒果实的硝态氮含量提高了9.6 mg／kg,维生素C含量下降了279 mg／kg。本试验氮肥利用率38.4%,磷肥利用率17.6%,钾肥利用率37.4%。按照合理施肥量=(肥料吸收量-土壤天然供肥量)／肥料利用率(%)公式计算,推荐NPK施用量分别为262 kg／hm2、155 kg／hm2、213.6 kg／hm2。适宜的N：P2O5：K2O为1：0.59：0.82。氮磷钾肥平衡施用才能保证线辣椒产量高、品质好、效益佳。6.马铃薯对氮磷钾的肥效反应田间试验在陕西华县与米脂县同时进行。两试验均为NPK、PK、NK、NP、FP、CK6个处理,各处理施肥量不同。受土壤及气候类型影响,氮磷钾肥对两地块马铃薯产量影响顺序也不同,华县表现为：N>K>P,1kg N、1kgP2O5、1kgK2O分别增产马铃薯32.6 kg、4.3kg、24.7kg,平衡施肥最高产量可达47916kg／hm2；米脂表现为：K>N>P,1kg N、1kg P2O5、1kg K2O分别增产马铃薯16.8 kg、4.7kg、21.6kg,平衡施肥最高产量可达26527kg／hm2。对马铃薯不同处理经济效益分析表明,科学施用化肥既能节约成本,又能提高马铃薯的经济效益。米脂马铃薯生育前期生长较快后期缓慢,华县相反。华县试验氮、磷、钾吸收量分别为232.7 kg／hm2、46.4 kg／hm2、210.8 kg／hm2,而米脂氮、磷、钾吸收量为170.4 kg／hm2、32.4 kg／hm2、162.8 kg／hm2。本试验推荐施肥量,华县N 363 kg／hm2、P2O5 86 kg／hm2、K2O 301kg／hm2；米脂N 258 kg／hm2、P2O582 kg／hm2、K2O2 58 kg／hm2(注：推荐量上下波动20%均为合理范围)。7.葡萄与线辣椒施肥现状评估前文已对葡萄和线辣椒做了大量研究,并提出了推荐施肥量,为了结合农民实际情况并提出合理的施肥建议,特于2008年11月28日至11月30日在揉谷县、合阳县和凤翔县进行葡萄、线辣椒种植与施肥情况调查。结果表明：(1)葡萄种植户中,氮肥用量偏高、合适与偏低的农户分别占86.9%、8.3%和4.8%；磷肥用量偏高、合适与偏低的农户分别为72.6%、16.7%和10.7%；钾肥用量偏高、合适与偏低的农户分别为20.3%、6%和74.7%；建议农户降低氮磷肥的用量,增加钾肥的施用量。(2)线辣椒氮肥用量偏高、合适与偏低的农户分别占40%、44%和16%；磷肥用量偏高、合适与偏低的农户分别为93%、6%和1%；钾肥用量偏高、合适与偏低的农户分别为4%、63%和33%；建议农户控制磷钾肥的用量,尤其是磷肥。